KR101335498B1

KR101335498B1 - 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법

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Publication number: KR101335498B1
Application number: KR1020110119056A
Authority: KR
Inventors: 최형림; 김재중; 이재기; 홍순구; 김채수; 곽광훈; 이강배; 이은규; 손정락; 최성필; 문영식; 신중조; 이진욱; 손희목
Original assignee: 동아대학교 산학협력단
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2013-12-02
Also published as: KR20130053303A

Abstract

본 발명은 실시간 위치 추적 장비와 위치 정보 수집 서버와의 통신시에 체계적인 통신 규격 및 데이터 포맷을 갖는 통신 방법을 제공하여 효율적인 위치 추적 정보의 관리를 가능하도록 한 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법에 관한 것으로, 상기 실시간 위치 추적 장비의 전송 정보 페이로드가,실시간 위치추적 장비 내에 저장된 로그의 인덱스 항목 및 프로토콜(Protocol)의 ID 항목;TSR 태그를 식별하는 고유 번호를 나타내는 TSR 태그 ID 항목;실시간 위치추적 장비의 이벤트 발생 및 정보 전송시간 표시를 하는 날짜 & 시간 항목 및 상기 위치 정보 수집 대상체의 현재 위치를 나타내는 위치 데이터 항목;온도, 습도, 충격 데이터를 나타내는 온도 항목, 습도 항목, 충격 데이터 항목 및 컨테이너 문 상태를 나타내는 컨테이너 문 상태 항목, 배터리 잔량 항목, 장비 On/Off 항목, 정보의 전송 주기를 나타내는 전송 주기 항목;전송한 정보의 오류 및 오동작에 대한 에러 코드를 저장하는 에러 항목을 포함하는 것이다.

Description

실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법{Method for data communicating of Real Time Location System}

본 발명은 실시간 위치 추적에 관한 것으로, 구체적으로 실시간 위치 추적 장비와 위치 정보 수집 서버와의 통신시에 체계적인 통신 규격 및 데이터 포맷을 갖는 통신 방법을 제공하여 효율적인 위치 추적 정보의 관리를 가능하도록 한 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법에 관한 것이다.

화물 운송 산업에서의 안전은 매우 중요하다. 화물 운송 회사 및 그 고객은 화물 및 선적 컨테이너, 철도 차량, 트레일러 또는 제품을 저장하고 수송하는데, 사용되는 수송 컨테이너로부터 제품이 불법으로 없어지는 것에 끊임없이 염려한다.

화물 운송 회사 및 정부 기관은 또한 수송 컨테이너에 불법으로 들여오는 마약이나 대량 살상 무기와 같이 금지하거나 해로운 물질이나 기기, 또는 불법 이주자를 감시한다.

그 결과, 화물 운송 회사 및 정부 기관은 수송 컨테이너에 불법적인 접근을 방지하기 위한 모든 노력의 일환으로, 자물쇠, 플라스틱 및 금속 루프 봉인 및 케이블 봉인, 볼트 봉인, 안전 테이프, 수송 컨테이너를 추적할 수 있는 안전 태그 및 메모리 버튼, 및 온도 모니터와 같은 안전 장치를 정기적으로 사용한다.

전 세계적으로 선적되는 대부분의 상품은 복합 수송 화물 컨테이너 (intermodal freight container's)를 이용하여 선적 운송된다. 보편화 된 복합 수송 화물 컨테이너는 ISO dry intermodal container로 알려져 있다.

이들 컨테이너는 ISO가 정한 특정 규격, 기술적 또는 기타 표준을 충족시키고 있기 때문에 국제 무역을 촉진하는 역할을 하는데, 컨테이너 관련 취급 장비, 원양 선박, 철도 장비, 장거리 장비(over-the-road equipment) 등 각종 수송 수단들의 상호 적용 가능한 표준 컨테이너(compatible standardized containers)의 사용과 개발을 장려하고 있다.

이와 같은 컨테이너를 이용한 화물 운송은 화물 적입, 트럭운송,게이트 인, 선적, 항해, 하선, 게이트 아웃, 트럭운송, 하역 등의 여러 단계를 거쳐 이루어지고 운송기간 또한 수개월에 걸쳐 이루어진다.

이와 같은 컨테이너를 이용한 화물 운송 과정에서 컨테이너 및 그 내용물의 안전을 모니터링 할 수 있는 메커니즘은 아주 중요한 문제로 대두되고 있다.

현재 컨테이너 보안 시스템에서 요구되고 있는 사항들은 다음과 같다.

컨테이너를 이용한 화물 운송에 많은 부분을 차지하고 있는 미국은 SAFE Port Act에 의해 더 강화된 컨테이너 보안 시스템을 요구하고 있고, 2007년 7월의 CSI(Container Security Initiative) 협정 등 컨테이너 안전, 보안 규제가 강화되고 있다.

이를 만족시키기 위해 필요한 사항들은, 송화주에서 수화주까지의 컨테이너 봉인 이력 제공, 컨테이너 내부 상태 확인을 위한 온도/습도/충격/조도 감지 등의 이력 제공, 실시간 거점 통과 정보, 위치 추적 정보 등의 제공이다.

또한, 고객들의 요구 사항이 비용 절감 측면에서 화물의 안전 운송, 화물상태/위치 추적, 신속한 통관 등의 서비스적인 측면으로 변화되고 있다.

그러나 현재의 컨테이너 보안 시스템은 송화주에서 수화주까지의 컨테이너 봉인 이력 제공이 어렵고, 실시간 거점 통과 정보, 위치 추적 정보 제공에 한계가 있다.

또한, 상기한 컨테이너 봉인 이력, 실시간 거점 통과 정보, 위치 추적 정보 제공에 사용되는 통신 환경이 급격하게 발전하였음에도 이를 적극 활용 가능한 보안 시스템을 제공하지 못하고 있다.

특히, 효율적인 관리를 위하여 실시간 위치 추적 장비와 위치 정보 수집 서버와의 체계적인 통신 규격 및 데이터 포맷이 요구되고 있으나, 아직 다양한 통신 환경에 적용할 수 있는 데이터 송수신 체계에 대한 연구 개발이 이루어지지 않고 있다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 실시간 위치 추적 시스템의 통신 체계의 문제를 해결하기 위한 것으로, 실시간 위치 추적 장비와 위치 정보 수집 서버와의 통신시에 체계적인 통신 규격 및 데이터 포맷을 갖는 통신 방법을 제공하여 효율적인 위치 추적 정보의 관리를 가능하도록 한 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 실시간 위치추적 장비에서 설정된 주기에 따라 TCP/IP 소켓 통신을 이용하여 위치 정보 수집 서버로 정보를 전송하고, 위치 정보 수집 서버로 정보 전송을 하지 못하였을 바로 정보 재전송을 1회 시도하는 것에 의해 컨테이너 봉인 이력, 실시간 거점 통과 정보, 위치 추적 정보를 효과적으로 제공할 수 있도록 한 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 GSM(Global System for Mobile communications), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식으로 정보 전송을 하고 위치정보 확인은 GLONASS(GLObal NAvigation Satellite System)를 이용하여 장비의 위치 및 시간 정보를 획득하여 발전된 통신 환경을 충분히 활용할 수 있도록 한 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 실시간 위치추적 장비가 이동통신망(GSM 또는 WCDMA)을 이용하여 정보를 전송 이후 또는 정보를 정상적으로 전송하지 못한 경우 내부 메모리에 해당 정보를 저장하고, 이벤트 로그(Event Log)를 관리자 프로그램으로 전송할 경우에 해당 정보를 제공하는 것에 의해 효과적인 위치 추적 정보 관리가 가능하도록 한 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법은 위치 정보 수집 대상체의 위치 정보를 제공하는 실시간 위치 추적 장비와 실시간 위치 추적 장비로부터 위치 정보를 수집하는 위치 정보 수집 서버의 데이터 송수신에 있어서,상기 실시간 위치 추적 장비의 전송 정보 페이로드가,실시간 위치추적 장비 내에 저장된 로그의 인덱스 항목 및 프로토콜(Protocol)의 ID 항목;TSR(Trans-Siberian Railway) 태그를 식별하는 고유 번호를 나타내는 TSR(Trans-Siberian Railway) 태그 ID 항목;실시간 위치추적 장비의 이벤트 발생 및 정보 전송시간 표시를 하는 날짜 & 시간 항목 및 상기 위치 정보 수집 대상체의 현재 위치를 나타내는 위치 데이터 항목;온도, 습도, 충격 데이터를 나타내는 온도 항목, 습도 항목, 충격 데이터 항목 및 컨테이너 문 상태를 나타내는 컨테이너 문 상태 항목, 배터리 잔량 항목, 장비 On/Off 항목, 정보의 전송 주기를 나타내는 전송 주기 항목;전송한 정보의 오류 및 오동작에 대한 에러 코드를 저장하는 에러 항목을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 실시간 위치추적 장비에서 설정된 주기에 따라 TCP/IP 소켓 통신을 이용하여 위치 정보 수집 서버로 정보를 전송하고, 위치 정보 수집 서버로 정보 전송을 하지 못하였을 경우 바로 정보 재전송을 1회 시도하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 전송 정보 페이로드에서 데이터 길이는, 인덱스 항목은 2byte, 프로토콜(Protocol)의 ID 항목은 1byte, TSR 태그 ID 항목은 8byte, 날짜 & 시간 항목은 6byte, 위치 데이터 항목은 11byte, 온도 항목은 2byte, 습도 항목은 2byte, 충격 데이터 항목은 2byte, 컨테이너 문 상태 항목은 1byte, 배터리 잔량 항목은 1byte, 장비 On/Off 항목은 1byte, 전송 주기 항목은 1byte, 에러 항목은 1byte인 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 TSR(Trans-Siberian Railway) 태그 ID 항목은, TSR(Trans-Siberian Railway) 태그 벤더 코드 2byte, 제조년도 2byte, 제품 코드 4byte로 데이터가 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 날짜 & 시간 항목의 데이터 구성은, 실시간 위치추적 장비의 이벤트 발생 및 정보 전송 시에 GPS 수신값이 유효하면 GPS에 포함된 시간을 사용하고, GPS 수신값이 유효하지 않으면 실시간 위치추적 장비의 RTC 시간을 사용하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 실시간 위치 추적 장비에 적용되는 통신 기술은,GSM(Global System for Mobile communications), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식이고, 위치정보 확인은 GLONASS(GLObal NAvigation Satellite System)를 이용하여 장비의 위치 및 시간 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.

그리고 위치 데이터 항목은,GPS의 GPRMC(Recommended Minimum Specific GNSS Data)데이터를 기초로 현재 위치를 나타내고,데이터의 유효성을 나타내는 1byte의 'Valid' 항목,위도를 나타내는 4byte의 '위도(Latitude degree)' 항목,위도 방향을 나타내는 1byte의 '위도 방향(Latitude)' 항목,경도를 나타내는 4byte의 '경도(Longitude degree)' 항목경도 방향을 나타내는 1byte의 '경도 방향(Longitude)' 항목을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 온도 항목은, 표기할 수 있는 값의 범위는 ±127.99 ℃까지이고, 부호 비트(7번째 비트)가 ‘0’이면 양수, ‘1’이면 음이고, 온도 데이터는 소수점 둘째 자리까지만 표기하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 습도 항목은,표기하는 값의 범위는 0~100% 까지이고, 첫 번째 바이트는 정수 값이고, 습도 데이터는 소수점 둘째 자리까지만 표기하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 충격 데이터 항목은, 3축 가속도 센서의 X, Y, Z 축의 3축 가속도 값의 벡터 합으로 표현하고, 데이터 표시 값의 범위는 각 축의 가속도의 범위는 16G로 정수 및 소수점 아래 2자리까지 표현하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 '컨테이너 문 상태' 항목은,컨테이너 문이 닫힌 상태는 0x00으로, 컨테이너 문이 열린 상태는 0x01으로, 실시간 위치 추적 장비의 동작을 위한 명령(Arming)의 실행 전의 컨테이너 문 상태는 0x02으로 표기하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 '배터리 잔량' 항목은, 배터리의 잔량을 %로 표기하고, 표기되는 값의 범위는 배터리 잔량을 0 ~ 100%를 범위 내에서 1% 단위로 표현하며, 배터리 잔량의 0%의 기준은 GSM/WCDMA 통신모듈이 정보를 전송할 수 있는 한계 수준인 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 '장비 On/Off 상태' 항목은, 장비가 최초로 On, 진행중, 장비 Off 상태를 표기하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 '전송주기' 항목은, 실시간 위치 추적 장비가 정보를 위치 정보 수집 서버로 전송하는 주기를 1분 단위로 1byte 내에 표기하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 에러 항목의 에러 코드는, 정보 전송 실패, 위치 정보 수신 실패, 전송정보 저장 공간 오버플로우, 온도/습도 감지 실패, 자이로(충격) 센서 감지 실패에 관한 코드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 실시간 위치 추적 장비에서 위치 정보 수집 서버로 정보를 전송한 후에 위치 정보 수집 서버로부터 'ACK'를 받을 때까지 정보 수신 대기 상태를 유지하고, 'ACK' 가 오지 않을 경우 2분대기 후 TCP/IP 접속 해제를 하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 'ACK' 항목의 데이터 구성은, 실시간 위치추적 장비로부터 받은 페이로드의 길이를 나타내는 1byte 길이의 'Packet Length' 항목, 해당 프로토콜의 ID를 나타내는 1byte의 'Protocol ID' 항목, TSR 태그를 식별하는 고유 번호를 나타내는 8byte의 'TSR 태그 ID' 항목,실시간 위치추적 장비의 운영도 중 서버로부터의 설정 변경 여부를 확인하는 1byte 길이의 '설정 변경 flag' 항목,전송 정보(전송주기&서버IP:Port) 변경 데이터를 나타내는 8byte의 'Optional data' 항목을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 '설정 변경 flag' 항목은, 설정 변경 사항이 없는 경우, 전송 정보의 변경, 장비 전원 Off, 장비 로그 삭제의 경우를 나누어 플래그 설정 상태를 표기하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 'Optional data' 항목은, 4 Byte(aaa.bbb.ccc.ddd 각각 1바이트)의 '서버 IP',2 Byte(Prot 번호를 Hex 값으로 변환 2bytes로 표현)의 '서버 Port',1byte(분단위로 1byte 내에서 표현)의 '전송주기',설정변경 flag 및 전송 정보(전송주기&서버IP:Port) 변경 data를 XOR 연산하여 1byte로 표현하는'Checksum'의 항목을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 실시간 위치추적 장비는 이동통신망(GSM 또는 WCDMA)을 이용하여 정보를 전송 이후 또는 정보를 정상적으로 전송하지 못한 경우 내부 메모리에 해당 정보를 저장하고, 내부 메모리에 저장되는 데이터는, 인덱스 항목 2byte,날짜 & 시간 항목 6byte, 위치 데이터 항목 11byte, 온도 항목 2byte, 습도 항목 2byte, 충격 데이터 항목 2byte, 컨테이너 문 상태 항목 1byte, 배터리 잔량 항목 1byte, 장비 On/Off 항목 1byte, 전송 주기 항목 1byte, 에러 항목 1byte의 30byte만을 저장하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 내부 메모리에 저장된 이벤트 로그(Event Log)를 관리자 프로그램으로 전송할 경우 장비 ID(프로토콜(Protocol)의 ID 1byte, TSR 태그 ID 8byte)를 포함하여 39byte의 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 실시간 위치 추적 장비와 위치 정보 수집 서버와의 통신시에 체계적인 통신 규격 및 데이터 포맷을 갖는 통신 방법을 제공할 수 있다.

둘째, 실시간 위치추적 장비에서 설정된 주기에 따라 TCP/IP 소켓 통신을 이용하여 위치 정보 수집 서버로 정보를 전송하고 정보 재전송 단계를 포함하고 있어 컨테이너 봉인 이력, 실시간 거점 통과 정보, 위치 추적 정보를 효과적으로 제공할 수 있다.

셋째, GSM, WCDMA 방식으로 정보 전송을 하고 위치정보 확인은 GLONASS를 이용하여 장비의 위치 및 시간 정보를 획득하여 발전 된 통신 환경을 충분히 활용할 수 있다.

넷째, 정보 전송 이후 또는 정보를 정상적으로 전송하지 못한 경우 내부 메모리에 해당 정보를 저장하고, 이벤트 로그(Event Log)를 관리자 프로그램으로 전송할 경우에 해당 정보를 제공하는 것에 의해 효과적인 위치 추적 정보 관리가 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 데이터 통신 방법을 적용하는 실시간 위치 추적 시스템의 일 예를 나타낸 구성도

이하, 본 발명에 따른 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 실시간 위치 추적 장비와 위치 정보 수집 서버와의 통신시에 체계적인 통신 규격 및 데이터 포맷을 갖는 데이터 통신 방법을 적용하는 실시간 위치 추적 시스템의 일 예를 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 데이터 통신 방법의 적용이 도 1에서와 같은 시스템으로 한정되지 않고 위치 추적 장비를 이용하는 다른 형태의 실시간 위치 추적 시스템에도 적용할 수 있음은 당연하다.

또한, 이하에서의 설명에서 추가적인 기재가 없어도 실시간 위치 추적 장비와 위치 정보 수집 서버와의 데이터 송수신에는 SEED 암호화 및 복호화 알고리즘을 사용하는 것이다. 본 발명은 SEED 암호화 알고리즘을 사용하며 상황에 따라 AES(Advance Encryption Standard), DES(Data Encryption Standard) 암호화를 선택하여 암복호화가 가능하도록 한 것이다.

일 예로, 실시간 위치 추적 장비에서 데이터 송신시에 SEED 암호화를 수행하고, 위치 정보 수집 서버로부터 명령 수신시에는 SEED 복호화를 수행한다.

본 발명은 실시간 위치 추적 장비와 위치 정보 수집 서버와의 체계적인 통신 규격 및 데이터 포맷을 제공하여 효율적인 위치 추적 정보의 관리를 가능하도록 한 것이다.

본 발명에 따른 데이터 통신 방법이 적용되는 실시간 위치 추적 시스템의 일 예의 구성은 도 1에서와 같이, 위치 정보 수집 대상체의 위치 정보를 제공하는 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 기반의 실시간 위치 추적 장비(200)와, 실시간 위치 추적 장비(200)로부터 위치 정보를 수집하고 중계 서버(300)로부터 명령을 받아 해당 태그에 명령을 전달하는 위치 정보 수집 서버(100)와, 위치 정보 수집 서버(100)에서 수집한 위치 정보를 저장하는 위치정보 데이터베이스(600)와, 라이센스 관리 및 웹 서비스를 위한 웹 서비스 서버(400)와, 위치 정보 모니터링을 위한 모니터링 시스템(500)으로 구성된다.

이와 같은 본 발명에 따른 실시간 위치 추적 시스템의 실시간 위치 추적 장비에 적용되는 통신 기술은 GSM(Global System for Mobile communications), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식이다.

그리고 위치정보 확인은 GLONASS(GLObal NAvigation Satellite System)를 이용하여 장비의 위치 및 시간 정보를 획득한다.

물론, 이와 같은 통신 방식 및 전파 위성 항법 시스템으로 한정되는 것이 아니고 다른 방식 및 항법 시스템이 적용될 수 있음은 당연하다.

이와 같은 본 발명에 따른 실시간 위치 추적 시스템의 실시간 위치 추적 장비에 적용되는 컨테이너 상태 확인 기술은 다음과 같은 구성을 포함한다.

위치 추적 장비가 컨테이너 내부에 온도/습도 감지 센서를 장착하여 컨테이너 내부의 환경을 감지, 자이로 센서를 적용하여 컨테이너에 가해지는 진동(충격) 감지, 자이로 센서를 장착하여 컨테이너의 진동(충격) 유무 확인, 컨테이너 문의 불법 개폐 감지, 리드 센서(Reed Sensor)를 이용하여 컨테이너 문의 개폐 상태 확인 기술 구성을 포함한다.

그리고 이와 같은 본 발명에 따른 실시간 위치 추적 시스템의 실시간 위치 추적 장비에 적용되는 시간 확인 기술은 RTC(Real Time Clock)을 이용하여 시간 확인을 하고, GLONASS의 시간 정보를 얻지 못한 경우 전송시간으로 활용한다.

그리고 시간 정보는 실시간 위치추적 장비의 활성 로그(Activate Log) 기록 시 기록시간으로 활용한다.

그리고 UTC(Universal Time Coordinated)를 이용한 시간 동기화를 하고, TSR(Trans-Siberian Railway) 태그 최초 배터리 연결 시 이동통신 기지국과의 통신을 통해 얻은 UTC값을 이용한다. GNSS(Global Navigation Satellite System)을 이용하여 정보에 포함된 시간 값을 이용하여 RTC의 시간을 동기화한다.

본 발명에 따른 실시간 위치 추적 시스템의 실시간 위치 추적 장비는 컨테이너 내부에 부착되어 실시간으로 장비가 부착된 컨테이너의 위치 및 컨테이너의 상태(온도, 습도, 진동, 문 개폐)를 감지하여 전송하는 장비로, 컨테이너의 위치 및 컨테이너 내부의 온도/습도/진동, 문 개폐 여부에 대한 정보를 제공한다.

이와 같은 본 발명에 따른 실시간 위치 추적 시스템의 실시간 위치 추적 장비와 위치 정보 수집 서버와의 정보 데이터 송수신 과정은 다음과 같다.

먼저, 실시간 위치추적 장비에서 위치 정보 수집 서버로 컨테이너 정보를 전송하는 방법은 다음과 같다.

설정된 주기에 따라 TCP/IP 소켓 통신을 이용하여 위치 정보 수집 서버로 아래의 표 1에서와 같은 페이로드(Payload)(39bytes)를 포함하는 정보를 전송한다.

만약, 위치 정보 수집 서버로 정보 전송을 하지 못하였을 경우 바로 정보 재전송을 1회 시도한다.

표 1의 페이로드를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

(Index)

'Index' 항목은 2byte 길이로 실시간 위치추적 장비 내에 저장된 로그의 인덱스이고, 0에서부터 1씩 증가하는 형식으로 표기된다.

(Protocol ID)

그리고 'Protocol ID' 항목은 1byte 길이로 해당 프로토콜(Protocol)의 ID이며, 0x01의 형식으로 표기된다.

(TSR 태그 ID)

그리고 'TSR 태그 ID' 항목은 8byte 길이로 TSR 태그를 식별하는 고유 번호를 나타낸 것이고, 데이터 구성은 표 2에서와 같다.

(날짜 & 시간)

그리고 '날짜 & 시간' 항목은 6 byte 길이로 실시간 위치추적 장비의 이벤트 발생 및 정보 전송시간 표시를 하는 것이다.

실시간 위치추적 장비의 이벤트 발생 및 정보 전송 시에 GPS 수신값이 유효하면 GPS에 포함된 시간을 사용하고, 실시간 위치추적 장비의 이벤트 발생 및 정보 전송 시에 GPS 수신값이 유효하지 않으면 실시간 위치추적 장비의 RTC 시간을 사용한다.

그리고 '날짜 & 시간' 항목의 데이터 구성은 표 3에서와 같다.

날짜 데이터의 길이는 3 Byte(년, 월, 일 각각 1바이트)이고, 실제 데이터가 2010년 01월 04일인 경우에는 0x0A, 0x01, 0x04로 표기된다.

시간 데이터의 길이는 3 Byte(시, 분, 초 각각 1바이트)이고, 실제 데이터가 10시 13분 28초인 경우에는 0x0A, 0x0D, 0x1C로 표기된다.

(위치 데이터)

그리고 위치 데이터 항목의 데이터 구성은 표 4에서와 같다.

위치 데이터의 길이는 11 byte이고, GPS의 GPRMC(Recommended Minimum Specific GNSS Data)데이터를 기초로 한 컨테이너의 현재 위치를 표시한다.

'Valid' 항목은 1 Byte(값의 유효성)의 길이이고, GPS 데이터를 받을 수 없는 곳에서는 'V'라고 표시되며, 정상 수신한 경우 'A'라고 표시된다.

'위도(Latitude degree)' 항목은 도, 분 표기법을 사용하고 데이터 길이는 4 Byte이고, 실제 데이터가 35.764829인 경우에는 0x23, 0x4C, 0x30, 0x13로 표기된다.

'위도 방향(Latitude)' 항목은 1 Byte(‘N’ 혹은 ‘S’로 표시) 길이이고, '경도(Longitude degree)' 항목은 도, 분 표기법을 사용하고 4 Byte 길이이고, 실제 데이터인 128.764829 경우에는 0x80, 0x4C, 0x30, 0x13로 표기된다.

'경도 방향(Longitude)' 항목은 1 Byte( ‘E’ 혹은 ‘W’로 표시) 길이이다.

(Temp)

그리고 Temp(온도) 항목의 데이터 구성은 표 5에서와 같다.

'Temp(온도)' 항목의 데이터 길이는 2 byte이고, 표기할 수 있는 값의 범위는 ±127.99 ℃까지 표기 가능하다.

여기서, 부호 비트(7번째 비트)가 ‘0’이면 양수, ‘1’이면 음이고, 온도 데이터는 소수점 둘째 자리까지만 표기한다.

(Humid)

그리고 Humid(습도) 항목의 데이터 구성은 표 6에서와 같다.

'Humid(습도)' 항목의 데이터 길이는 2 byte이고, 표기하는 값의 범위는 0~100% 까지 표기 가능하다.

첫 번째 바이트는 정수 값이고, 습도 데이터는 소수점 둘째 자리까지만 표기한다.

실제 데이터가 25.55%인 경우에는 표기 데이터는 0x19, 0x55이다.

(충격)

그리고 자이로(충격) 센서 항목의 데이터 구성은 표 7에서와 같다.

'자이로(충격) 센서' 항목의 데이터 길이는 2 byte이고, 3축 가속도 센서의 X, Y, Z 축의 3축 가속도 값의 벡터 합으로 표현한다.

자이로(충격) 센서 값의 범위는 각 축의 가속도의 범위는 16G로 정수 및 소수점 아래 2자리까지 표현한다.

각 축 X, Y, Z축 값을 제곱한 다음 더하고 그 값에 루트 연산을 한 양의 값을 벡터 합이라 한다.

첫 번째 바이트는 정수 값이고, 데이터는 소수점 둘째 자리까지만 표기한다.

실제 데이터가 8.55인 경우에 표기 데이터는 0x08, 0x55이다.

(컨테이너 문 상태)

그리고 '컨테이너 문 상태' 항목의 데이터 길이는 1 byte이고, 컨테이너 문의 상태(닫힘 또는 열림)를 나타낸다.

컨테이너 문이 닫힌 상태는 0x00으로, 컨테이너 문이 열린 상태는 0x01으로, Arming 전 컨테이너 문 상태는 0x02으로 표기한다.

(배터리 잔량)

'배터리 잔량' 항목의 데이터 길이는 1 byte이고, 배터리의 잔량을 %로 표기한다.

표기되는 값의 범위는 배터리 잔량을 0 ~ 100%를 범위 내에서 1% 단위로 표현한다. 배터리 잔량의 0%의 기준은 GSM/WCDMA 통신모듈이 정보를 전송할 수 있는 한계 수준이다.

(장비 On/Off 상태)

'장비 On/Off 상태' 항목의 데이터 길이는 1byte이고, 장비가 최초로 On, 진행중, 장비 Off 상태를 표기한다.

장비 최초 On인 경우에는 0x01이고, 장비 운행중(최초 On 이후)인 경우에는 0x00이고, 장비 Off인 경우에는 0x02으로 표기한다.

(전송 주기)

'전송주기' 항목의 데이터 길이는 1byte이고, 장비가 정보를 서버로 전송하는 주기를 나타낸다.

장비가 정보를 전송하는 주기를 1분 단위로 1byte 내에 표기한다.

(Error)

'Error' 확인 항목의 데이터 길이는 1byte이고 전송한 정보의 오류 및 오동작에 대한 Error Code 저장하는 것이다.

상황별 Error Code는 표 8에서와 같다.

에러가 발생할 경우 Error 상태에 해당되는 bit를 1로 설정하고, 정보전송 실패인 경우에는 0x01, 자이로센서 감지 실패인 경우에는 0x20, 정보전송 실패 & 온도/습도감지 실패인 경우에는 0x11로 표기한다.

그리고 위치 정보 수집 서버로부터의 정보 수신은 다음과 같은 데이터 포맷을 갖고 이루어진다.

실시간 위치 추적 장비에서 위치 정보 수집 서버로 정보를 전송한 후에 위치 정보 수집 서버로부터 “ACK”를 받을 때까지 정보 수신 대기 상태를 유지한다.

만약, "ACK" 가 오지 않을 경우 2분대기 후 TCP/IP 접속 해제를 한다.

TCP/IP 소켓 통신을 이용하여 주기적으로 서버로 정보를 전송하고 받는 “ACK"를 통해 수신 정보 유무를 확인한다.

“ACK" 항목의 데이터 구성은 표 9에서와 같다.

'Packet Length' 데이터 길이는 1byte이고, 실시간 위치추적 장비로부터 받은 Payload의 길이를 나타낸다.

정상적으로 실시간 위치 추적 장비에서 정보를 수신하였을 경우 39byte이다.

'Protocol ID' 데이터 길이는 1byte이고, 해당 Protocol의 ID이며 본 Protocol의 ID는 0x01으로 나타낼 수 있다.

'TSR 태그 ID'의 데이터 길이는 8byte이고, TSR 태그를 식별하는 고유 번호를 나타낸다. 데이터 구성은 표 10에서와 같다.

TSR 태그 벤더 코드는 ICC 코드는 11, KIC 코드는 22이다.

제조 년도는 2자리로 표현(2011년도 : 11)하고, 제품 코드는 0001부터 1씩 증가한다.

ICC사업단에서 2011년도에 제작한 0001번 TSR 태그 ID를 나타낸 것이다.

설정 변경 flag의 데이터 길이는 1byte이고, 실시간 위치추적 장비의 운영도 중 서버로 부터의 설정 변경 여부를 확인하는 것이다.

설정 변경 flag가 “0x01"으로 세팅 된 경우에만 Optional data 부분이 유효하다.

'Optional data' 항목의 데이터 구성은 표 12에서와 같다.

전송 정보(전송주기&서버IP:Port) 변경 data를 나타내는 것으로 설정 변경인 경우에는 flag(0x01)로 표기하고, 데이터 길이는 8bytes로 장비 발급정보를 변경하기 위한 정보이다.

'서버 IP'의 데이터 길이는 4 Byte(aaa.bbb.ccc.ddd 각각 1바이트)이고, 실제 데이터는 192.168.100.23인 경우에는 0xC0, 0xA8, 0x64, 0x17로 표기된다.

'서버 Port'의 데이터 길이는 2 Byte(Prot 번호를 Hex 값으로 변환 2bytes로 표현)이고, 실제 데이터가 9000인 경우에는 0x23, 0x28로 표기된다.

'전송주기'의 데이터 길이는 1byte(분단위로 1byte 내에서 표현)이고, 실제 데이터가 10분인 경우에는 0x0A로 표기된다.

'Checksum'의 데이터 길이는 1byte이고, 설정변경 flag 및 전송 정보(전송주기&서버IP:Port) 변경 data를 XOR 연산하여 1byte로 표현한다.

그리고 실시간 위치추적 장비의 내부 메모리에 정보 데이터를 저장하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

실시간 위치추적 장비는 이동통신망(GSM 또는 WCDMA)을 이용하여 정보를 전송 이후 또는 정보를 정상적으로 전송하지 못한 경우 내부 메모리에 해당 정보를 저장한다.

정보를 전송 또는 저장할 때, GPS 정보 값이 유효하지 않으면 날짜와 시간 값은 장비 내의 RTC 값을 이용한다.

저장 용량은 시간 주기 정보전송을 기준으로 10일 연속 사용하는 것일 기준으로 설정하고, 1일 저장량은 1시간 1회 저장 * 24시간 = 24회 저장을 한다.

그리고 10일 저장량 은 1일 24회 저장 * 10일 = 240회 저장을 한다.

저장 정보의 오버플로우(Overflow) 발생시 즉, 2,000개 이상의 로그를 저장 시에는 더 이상 정보를 저장하지 않고 ‘Error 확인 필드‘를 통해서 서버로 메모리 오버플로우 상태를 알린다. 사용자가 클리어 하기 전까지 정보를 저장하지 않고 버린다.

그리고 전송 정보 중 실제 Payload(30byte)만을 메모리에 저장한다.

표 13은 실시간 위치추적 장비의 전송정보 저장 메모리 맵을 나타낸 것이다.

메모리에 저장된 Event Log를 관리자 프로그램으로 전송할 경우 장비 ID를 포함하여 39byte 전송한다.

표 14는 MTD 단말의 저장 Log 서버 전송 패킷의 구성이다.

그리고 내부 메모리 저장 페이로드(Payload) 형식 및 각 항목은 표 2 내지 표 12에서의 설명과 동일하다.

본 발명에 따른 실시간 위치 추적 시스템에서 실시간 위치 추적장비의 동작에 관하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 아밍(Arming) 까지의 실시간 위치 추적 장비의 동작 상태는 다음과 같다.

①전원이 On되면 ②배터리 잔량 확인을 하고 ③GPS 위치정보를 수신하여 ④WCDMA/GSM 통신을 통해 정보를 전송한다.

이 과정을 진행하는 중의 컨테이너 문 상태는 "Arming 전 컨테이너 문 상태 : 0x02" 이다.

그리고 ⑤리드 센서(Reed Sensor)의 움직임을 감지하여 리드 센서의 움직임 감지 후 10초 이상 상태 변화가 없으면 아밍으로 판단한다.

⑥아밍(Arming) 이후 리드 센서 문 개폐 감지 운용 프로세서에 따라 문 개폐 상태를 확인한다.

아밍 이후에는 컨테이너 문 상태를 리드 센서의 상태에 따라 “열림(0x01)” 또는 “닫힘(0x00)”로 표현한다.

그리고 SEED 암호화 알고리즘 적용 시 운영방식은 CBC, 패딩 방식을 사용하여 암호화하고, 초기 벡터 값(IV)은 Null을 사용한다.

그리고 자이로(충격) 센서 센싱은 다음과 같이 두 가지의 경우로 진행할 수 있다.

첫째, 특정 임계치 값을 설정하고 그 이상의 충격이 발생한 경우 임계치 값으로 설정된 충격값을 서버로 전송 및 로그 저장하거나,

둘째, 주기적으로 정보를 전송할 경우에는 정보 전송 주기에 따라 충격값을 확인하고 서버로 전송 및 로그 저장을 한다.

이와 같은 본 발명은 실시간 위치 추적 장비와 위치 정보 수집 서버와의 체계적인 통신 규격 및 데이터 포맷을 제공하여 효율적인 위치 추적 정보의 관리를 가능하게 한 것이다.

이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100. 위치 정보 수집 서버 200. 실시간 위치 추적 장비
300. 중계 서버 400. 웹서비스 서버
500. 모니터링 시스템 600. 데이터베이스

Claims

위치 정보 수집 대상체의 위치 정보를 제공하는 실시간 위치 추적 장비와 실시간 위치 추적 장비로부터 위치 정보를 수집하는 위치 정보 수집 서버의 데이터 송수신에 있어서,
상기 실시간 위치 추적 장비의 전송 정보 페이로드가,
실시간 위치추적 장비 내에 저장된 로그의 인덱스 항목 및 프로토콜(Protocol)의 ID 항목;
TSR(Trans-Siberian Railway) 태그를 식별하는 고유 번호를 나타내는 TSR(Trans-Siberian Railway) 태그 ID 항목;
실시간 위치추적 장비의 이벤트 발생 및 정보 전송시간 표시를 하는 날짜 & 시간 항목 및 상기 위치 정보 수집 대상체의 현재 위치를 나타내는 위치 데이터 항목;
온도, 습도, 충격 데이터를 나타내는 온도 항목, 습도 항목, 충격 데이터 항목 및 컨테이너 문 상태를 나타내는 컨테이너 문 상태 항목, 배터리 잔량 항목, 장비 On/Off 항목, 정보의 전송 주기를 나타내는 전송 주기 항목;
전송한 정보의 오류 및 오동작에 대한 에러 코드를 저장하는 에러 항목을 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 실시간 위치추적 장비에서 설정된 주기에 따라 TCP/IP 소켓 통신을 이용하여 위치 정보 수집 서버로 정보를 전송하고,
위치 정보 수집 서버로부터 'ACK' 신호를 받을 때까지 정보 수신 대기 상태를 유지하고 정해진 시간 안에 위치 정보 수집 서버로부터 'ACK' 신호를 받지 못하면 바로 정보 재전송을 1회 시도하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 전송 정보 페이로드에서 데이터 길이는,
인덱스 항목은 2byte, 프로토콜(Protocol)의 ID 항목은 1byte, TSR(Trans-Siberian Railway) 태그 ID 항목은 8byte, 날짜 & 시간 항목은 6byte, 위치 데이터 항목은 11byte, 온도 항목은 2byte, 습도 항목은 2byte, 충격 데이터 항목은 2byte, 컨테이너 문 상태 항목은 1byte, 배터리 잔량 항목은 1byte, 장비 On/Off 항목은 1byte, 전송 주기 항목은 1byte, 에러 항목은 1byte인 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 TSR 태그 ID 항목은,
TSR(Trans-Siberian Railway) 태그 벤더 코드 2byte, 제조년도 2byte, 제품 코드 4byte로 데이터가 구성되는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 날짜 & 시간 항목의 데이터 구성은,
실시간 위치추적 장비의 이벤트 발생 및 정보 전송 시에 GPS 수신값이 유효하면 GPS에 포함된 시간을 사용하고,
GPS 수신값이 유효하지 않으면 실시간 위치추적 장비의 RTC 시간을 사용하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 실시간 위치 추적 장비에 적용되는 통신 기술은,
GSM(Global System for Mobile communications), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식이고,
위치정보 확인은 GLONASS(GLObal NAvigation Satellite System)를 이용하여 장비의 위치 및 시간 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법.
제 1 항에 있어서, 위치 데이터 항목은,
GPS의 GPRMC(Recommended Minimum Specific GNSS Data)데이터를 기초로 현재 위치를 나타내고,
데이터의 유효성을 나타내는 1byte의 'Valid' 항목,
위도를 나타내는 4byte의 '위도(Latitude degree)' 항목,
위도 방향을 나타내는 1byte의 '위도 방향(Latitude)' 항목,
경도를 나타내는 4byte의 '경도(Longitude degree)' 항목
경도 방향을 나타내는 1byte의 '경도 방향(Longitude)' 항목을 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 온도 항목은,
표기할 수 있는 값의 범위는 ±127.99 ℃까지이고, 부호 비트(7번째 비트)가 ‘0’이면 양수, ‘1’이면 음이고, 온도 데이터는 소수점 둘째 자리까지만 표기하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 습도 항목은,
표기하는 값의 범위는 0~100% 까지이고, 첫 번째 바이트는 정수 값이고, 습도 데이터는 소수점 둘째 자리까지만 표기하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 충격 데이터 항목은,
3축 가속도 센서의 X, Y, Z 축의 3축 가속도 값의 벡터 합으로 표현하고,
데이터 표시 값의 범위는 각 축의 가속도의 범위는 16G로 정수 및 소수점 아래 2자리까지 표현하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 '컨테이너 문 상태' 항목은,
컨테이너 문이 닫힌 상태는 0x00으로, 컨테이너 문이 열린 상태는 0x01으로, 실시간 위치 추적 장비의 동작을 위한 명령(Arming)의 실행 전의 컨테이너 문 상태는 0x02으로 표기하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 '배터리 잔량' 항목은,
배터리의 잔량을 %로 표기하고, 표기되는 값의 범위는 배터리 잔량을 0 ~ 100%를 범위 내에서 1% 단위로 표현하며, 배터리 잔량의 0%의 기준은 GSM/WCDMA 통신모듈이 정보를 전송할 수 있는 한계 수준인 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 '장비 On/Off' 항목은,
장비가 최초로 On, 진행중, 장비 Off 상태를 표기하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 '전송주기' 항목은,
실시간 위치 추적 장비가 정보를 위치 정보 수집 서버로 전송하는 주기를 1분 단위로 1byte 내에 표기하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 에러 항목의 에러 코드는,
정보 전송 실패, 위치 정보 수신 실패, 전송정보 저장 공간 오버플로우, 온도/습도 감지 실패, 자이로(충격) 센서 감지 실패에 관한 코드를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 실시간 위치 추적 장비에서 위치 정보 수집 서버로 정보를 전송한 후에 위치 정보 수집 서버로부터 'ACK'를 받을 때까지 정보 수신 대기 상태를 유지하고, 'ACK' 가 오지 않을 경우 2분대기 후 TCP/IP 접속 해제를 하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법.
제 16 항에 있어서, 상기 'ACK' 항목의 데이터 구성은,
실시간 위치추적 장비로부터 받은 페이로드의 길이를 나타내는 1byte 길이의 'Packet Length' 항목,
해당 프로토콜의 ID를 나타내는 1byte의 'Protocol ID' 항목,
TSR 태그를 식별하는 고유 번호를 나타내는 8byte의 'TSR 태그 ID' 항목,
실시간 위치추적 장비의 운영도 중 서버로부터의 설정 변경 여부를 확인하는 1byte 길이의 '설정 변경 flag' 항목,
전송 정보(전송주기&서버IP:Port) 변경 데이터를 나타내는 8byte의 'Optional data' 항목을 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법.
제 17 항에 있어서, 상기 '설정 변경 flag' 항목은,
설정 변경 사항이 없는 경우, 전송 정보의 변경, 장비 전원 Off, 장비 로그 삭제의 경우를 나누어 플래그 설정 상태를 표기하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법.
제 17 항에 있어서, 상기 'Optional data' 항목은,
4 Byte(aaa.bbb.ccc.ddd 각각 1바이트)의 '서버 IP',
2 Byte(Prot 번호를 Hex 값으로 변환 2bytes로 표현)의 '서버 Port',
1byte(분단위로 1byte 내에서 표현)의 '전송주기',
설정변경 flag 및 전송 정보(전송주기&서버IP:Port) 변경 data를 XOR 연산하여 1byte로 표현하는'Checksum'의 항목을 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 실시간 위치추적 장비는 이동통신망(GSM 또는 WCDMA)을 이용하여 정보를 전송 이후 또는 정보를 정상적으로 전송하지 못한 경우 내부 메모리에 해당 정보를 저장하고,
내부 메모리에 저장되는 데이터는,
인덱스 항목 2byte,날짜 & 시간 항목 6byte, 위치 데이터 항목 11byte, 온도 항목 2byte, 습도 항목 2byte, 충격 데이터 항목 2byte, 컨테이너 문 상태 항목 1byte, 배터리 잔량 항목 1byte, 장비 On/Off 항목 1byte, 전송 주기 항목 1byte, 에러 항목 1byte의 30byte만을 저장하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법.
제 20 항에 있어서, 상기 내부 메모리에 저장된 이벤트 로그(Event Log)를 관리자 프로그램으로 전송할 경우 장비 ID(프로토콜(Protocol)의 ID 1byte, TSR 태그 ID 8byte)를 포함하여 39byte의 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템의 데이터 통신 방법.